操纵非经典光的频率和带宽对于实现频率编码/复用量子计算、通信和网络协议以及桥接各种光之间的光谱不匹配至关重要。 量子系统。然而，量子光谱控制需要由光、微波或声学介导的强非线性，这在集成芯片上实现高效率、低噪声具有挑战性。
哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院 (SEAS) 的应用科学家和工程师最近创建了一种集成电光调制器，可以有效地修改单个信号的频率和带宽。 光子。量子网络和更复杂的 量子计算 也可以从该设备中受益。
通常，通过使用强大的激光束将光子从一种颜色转换为另一种颜色。然而，这种方法通常效率低下且声音大。一种更有效的技术是相位调制，其中光子波的振荡被加速或减慢以改变 光子的频率。然而，事实证明，将电光相位调制器集成到芯片上具有挑战性。
薄膜铌酸锂可能适合此类应用。
该研究的资深作者、SEAS 电气工程系 Tiantsai Lin 教授 Marko Lončar 表示： “在我们的工作中，我们在薄膜铌酸锂上采用了新的调制器设计，显着提高了设备性能。这种集成调制器实现了创纪录的单光子太赫兹频移。”
该团队使用与时间透镜相同的调制器，将光子的光谱形状从胖变成瘦。
论文第一作者朱迪， 说过, “我们的设备比传统的散装设备更加紧凑和节能。它可以与各种经典和量子器件集成在同一芯片上，以实现更复杂的量子光控制。”
科学家进一步希望使用该设备来控制量子发射器的频率和带宽，以应用于以下领域： 量子网络.
杂志参考：
- 朱 D.，陈 C.，于 M. 等。使用集成薄膜铌酸锂调制器对非经典光脉冲进行光谱控制。 光科学应用 11, 327 (2022)。 DOI： 10.1038/s41377-022-01029-7
